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adf:fragmentocc

这是本文档旧的修订版!


为片段指定轨道占据方式

片段分析的片段计算、整体计算

对于片段分析计算,例如我们把一个体系拆分成N个片段,那么这个片段分析计算实际上包含N+1个计算任务,包括:N个片段分别被当成孤立存在的分子,对它们分别进行DFT计算,得到每个片段的分子轨道;然后进行整个体系的计算任务,该计算是将前面片段的分子轨道当作基组,来求解整个体系的分子轨道。

为了方便下文把问题说清楚,我们把N个片段的DFT计算,都叫做“片段计算”,把整个体系的计算叫做“整体计算”

为什么要指定?

片段分析,虽然“整体计算”可以使用Unrestricted,也可以使用Restricted,但在进行“片段计算”的时候,只能用Restricted方法。关于Restricted的含义,参考:开壳层、闭壳层与Restricted、Unrestricted

对于开壳层的某个片段,默认的计算设置,往往不能得到正确的占据方式,那么我们需要认为指定电子如何占据。对每个具体的“片段计算”,如何去指定电子的占据,参考:如何为对称性的分子指定电子的占据方式

片段计算完毕之后,整个体系的计算,会使用片段轨道作为基组计算整个体系的分子轨道。我们需要根据“片段计算”的到的片段分子轨道的具体的占据方式,在“整体计算”的ADFinput中,再声明一次(如果是二重态,ADFinput往往会自动声明,而且往往声明的是正确的)。如果声明的片段的分子轨道占据方式,和实际“片段计算”得到的分子轨道占据方式不一致,就会有:*.logfile提示: ERROR DETECTED: INCONSISTENT FRAGMENT OCCUPATIONS

注意:是两个自由基之间,还是一个链状分子的两段,或者是将环分为两个部分,对于片段功能来说,没有本质的差别,设置方法是一样的。

那么为什么要指定Fragmentoccupations呢?

而FRAGOCCUPATIONS的作用是什么呢?它在程序中的具体过程是这样的,我们以 A 45的情况来举例: 片段计算得到的占据方式,有可能是A 4.5 / / 4.5,也可能是A 4 / / 5。 我们去看level图的时候,这两种情况的显示完全是一样的;看out结果,也区分不开。 不管是A 4.5 4.5,还是A 4 / / 5,如果总体计算,设置了FRAGOCCUPATIONS,那么总体计算的时候,就以片段计算得到的轨道,进行一次自洽迭代,然后重新进行电子排布,排布成FRAGOCCUPATIONS的方式,然后再进行片段分析的计算——这是最常用的一种开壳层片段的处理方式。

如果总体计算,不设置FRAGOCCUPATIONS,那么实际上相当于设置的是:

FRAGOCCUPATIONS
Region_1
A 4.5//4.5
SUBEND
Region_2
SUBEND
END

正确的做法是设置:

FRAGOCCUPATIONS
Region_1
A 4.0//5.0
SUBEND
Region_2
SUBEND
END

这里我们只讨论了Region_1,没有讨论Region_2,Region_2是类似的情况。

指定的方法

“整体计算”的ADFinput > Details > User Input输入如下内容:

FRAGOCCUPATIONS
Region_1
A 1//0
SUBEND
Region_2
A 4//5
SUBEND
END

这部分是关于这个的设置,比如上面的设置的含义是::

  • FragOCCUPATIONS:表示这里在设置片段轨道的占据方式;
  • Region_1是指第一个片段(默认名字为Region_1,也就是ADFinput > Model > Region中列出的片段的名字)
  • A 1//0是指第一个片段A不可约表示的占据方式为:Spin Up 1个电子,Spin Down 0个电子,A是不可约表示的名字,不可约表示的含义,参考:分子对称性、点群与不可约表示、轨道对称性的通俗理解
  • SUBEND表示第一个片段设置完毕
  • Region_2是指第二个片段
  • A 1//0是指第一个片段A不可约表示的占据方式为:Spin Up 4个电子,Spin Down 5个电子
  • SUBEND表示第二个片段设置完毕
  • END:表示FragOCCUPATIONS整个设置完毕

注意:

  1. 如果片段为闭壳层,或只有一个未成对电子,组成的整个体系为偶数电子的单重态,系统默认生成的,一般就是正确的;
  2. 如果片段为闭壳层,或只有一个未成对电子,组成的整个体系为奇数电子的二重态,系统默认生成的,一般就是正确的;
  3. 如果片段为二、三重态,则需要为片段指定,否则容易出现错误的结果(会造成Total Bonding Energy以及各个子项的系统性误差)。
  4. “片段计算”得到的占据方式为0.5 / / 0.5,在FRAGOCCUPATIONS指定成1 / / 0或者0 / / 1都不会报错。实际上目前大多数开壳层片段分析都是这么做的,这里面实际上就引入了一个误差。
adf/fragmentocc.1495331339.txt.gz · 最后更改: 2017/05/21 09:48 由 liu.jun

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